DAFTAR ISI
2. 2. Dinamik Karakteristik Struktur Bangunan ... 10
2. 2. 1. Massa ... 11
2. 2. 1. 1. Model Lumped Mass ... 11
2. 2. 1. 2. Consistent Mass Matrix ... 12
2. 2. 2. Kekakuan ... 13
2. 2. 3. 1. Damping Klasik (Clasical Damping) ... 15
BAB III. ANALISIS FLUID VISCOUS DAMPER PADA BANGUNAN ... 28
3. 1. Getaran Dan Damping ... 28
3. 2. Viscous Damping ... 30
3. 3. Fluid Viscous Damper ... 32
3. 3. 1. Sejarah ... 32
3. 3. 2. Bagian-Bagian Fluid Viscous Damper ... 35
3. 3. 3. Metode Disipasi Energi FVD ... 36
4. 4 Perhitungan Beban Struktur ... 48
4. 4. 1 Beban Mati ... 48
4. 4. 2 Beban Hidup ... 48
4. 4. 3 Beban Gempa ... 48
4. 4. 4 Kombinasi Pembebanan ... 49
4. 5 Data Fluid Viscous Damper ... 50
4. 6 Hasil Perhitungan ... 52
4. 6. 1 Simpangan Antar Tingkat ... 52
4. 6. 1. 1 Simpangan Antar Tingkat Tanpa Menggunakan Fluid Viscous Damper ... 52
4. 6. 1. 2 Simpangan Antar Tingkat Dengan Menggunakan Fluid Viscous Damper Dengan Pola 1 ... 55
4. 6. 1. 3 Simpangan Antar Tingkat Dengan Menggunakan Fluid Viscous Damper Dengan Pola 2 ... 58
4. 6. 1. 4 Simpangan Antar Tingkat Dengan Menggunakan Fluid Viscous Damper Dengan Pola 3 ... 61
4. 6. 2 Momen ... 65
4. 6. 2. 1 Momen Tanpa Menggunakan Damper ... 65
4. 6. 2. 2 Momen Dengan Menggunakan Damper Pola 1 ... 67
4. 6. 2. 3 Momen Dengan Menggunakan Damper Pola 2 ... 68
4. 6. 2. 4 Momen Dengan Menggunakan Damper Pola 3 ... 69
4. 6. 2. 1 Gaya Lintang Tanpa Menggunakan Damper ... 71
4. 6. 2. 2 Gaya Lintang Dengan Menggunakan Damper Pola 1 ... 72
4. 6. 2. 3 Gaya Lintang Dengan Menggunakan Damper Pola 2 ... 74
4. 6. 2. 4 Gaya Lintang Dengan Menggunakan Damper Pola 3 ... 75
4. 6. 4 Gaya Normal ... 77
4. 6. 2. 1 Gaya Normal Tanpa Menggunakan Damper ... 77
4. 6. 2. 2 Gaya Normal Dengan Menggunakan Damper Pola 1 .... 77
4. 6. 2. 3 Gaya Normal Dengan Menggunakan Damper Pola 2 .... 78
4. 6. 2. 4 Gaya Normal Dengan Menggunakan Damper Pola 3 .... 79
4. 6. 5 Perbandingan Simpangan Maksimum Struktur Tanpa Damper Dengan Struktur Dengan 3 Pola Damper ... 79
4. 6. 6 Perbandingan Gaya-Gaya Maksimum Struktur Tanpa Damper Dengan Struktur Dengan 3 Pola Damper ... 81
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 83
5.1 Kesimpulan ... 83
5. 2 Saran ... 84
DAFTAR PUSTAKA ... 85
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Lempeng Tektonik ... 1
Gambar 1.2 Denah Bangunan ... 5
Gambar 1.3 Pola penempatan Fluid Viscous Damper ... 6
Gambar 2.1 Pemodelan Struktur SDOF ... 17
Gambar 2.2 Struktur SDOF akibat Base Motion ... 19
Gambar 2.3 Keseimbangan Gaya Dinamik dengan fS, fD dan fI (Chopra, 1995) ... 23
Gambar 3.1. Getaran Bebas dengan Damping ... 29
Gambar 3.2. Lembar Paten R. Peo’s Rotary Shock Absorber ... 33
Gambar 3.3. Fluid Viscous Damper yang Diaplikasikan pada Bangunan ... 34
Gambar 3.3. Bagian – Bagian Fluid Viscous Damper ... 35
Gambar 3.4. Grafik Hubungan Gaya Damping dengan Kecepatan ... 38
Gambar 3.5. Basic Mounting Attachment Styles ... 39
Gambar 3.6 The San Fransisco Pasific Center Office Building ... 39
Gambar 3.7 Pemasangan Damper The Hotel Woodland, Woodland, California ... 40
Gambar 3.8 Pasific Northwest Baseball Stadium, Sheattle, Washington ... 40
Gambar 3.9 Penempatan Damper Pola 1 ... 41
Gambar 3.40 Penempatan Damper Pola 2 ... 42
Gambar 3.41 Penempatan Damper Pola 3 ... 43
Gambar 4.1 Tampak perspektif Permodelan Struktur ... 47
Gambar 4.2 Tampak depan ... 47
Gambar 4.4 Struktur Tanpa Damper ... 52
Gambar 4.5 Struktur Tanpa dengan Damper Pola 1 ... 55
Gambar 4.6 Struktur Tanpa dengan Damper Pola 2 ... 59
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1: Percepatan puncak batuan dasar dan percepatan puncak muka
tanah untuk masing-masing wilayah gempa di Indonesia ... 25
Tabel 2.2: Faktor keutamaan I untuk berbagai kategori gedung ... 25
Tabel 4.1 Hasil displacemen maksimum tanpa menggunakan fluid viscous damper ... 53
Table 4.2 Simpangan Antar Tingkat maksimum arah X tanpa menggunakan
fluid viscous damper ... 53
Table 4.3 Simpangan Antar Tingkat maksimum arah Y tanpa menggunakan
fluid viscous damper ... 54
Table 4.4 Simpangan Antar Tingkat maksimum arah Z tanpa menggunakan
fluid viscous damper ... 54
Tabel 4.5 Hasil displacemen maksimum dengan menggunakan fluid viscous
damper pola 1. ... 56
Table 4.6 Simpangan Antar Tingkat maksimum arah X dengan menggunakan
fluid viscous damper pola 1 ... 57
Table 4.7 Simpangan Antar Tingkat maksimum arah Y tanpa menggunakan fluid
viscous damper pola 1 ... 57
Table 4.8 Simpangan Antar Tingkat maksimum arah Z dengan menggunakan fluid
viscous damper pola 1 ... 58
Tabel 4.9 Hasil displacemen maksimum dengan menggunakan fluid viscous damper
pola 2. ... 59
viscous damper pola 2 ... 60
Table 4.11 Simpangan Antar Tingkat maksimum arah Y tanpa menggunakan fluid viscous damper pola 2 ... 60
Table 4.12 Simpangan Antar Tingkat maksimum arah Z dengan menggunakan fluid viscous damper pola 2 ... 61
Tabel 4.13 Hasil displacemen maksimum dengan menggunakan fluid viscous damper pola 3 ... 62
Table 4.14 Simpangan Antar Tingkat maksimum arah X dengan menggunakan fluid viscous damper pola 3 ... 63
Table 4.15 Simpangan Antar Tingkat maksimum arah Y tanpa menggunakan fluid viscous damper pola 3 ... 63
Table 4.16 Simpangan Antar Tingkat maksimum arah Z dengan menggunakan fluid viscous damper pola 3 ... 64
Tabel 4.17 Momen maksimum pada kolom tanpa fluid viscous damper ... 65
Tabel 4.18 Momen maksimum pada balok tanpa fluid viscous damper ... 66
Tabel 4.19 Momen maksimum pada kolom dengan fluid viscous damper pola 1 ... 67
Tabel 4.20 Momen maksimum pada balok dengan fluid viscous damper pola 1 ... 67
Tabel 4.21 Momen maksimum pada kolom dengan fluid viscous damper pola 2 ... 68
Tabel 4.22 Momen maksimum pada balok dengan fluid viscous damper pola 2 ... 69
Tabel 4.23 Momen maksimum pada kolom dengan fluid viscous damper pola 3 ... 69
Tabel 4.24 Momen maksimum pada balok dengan fluid viscous damper pola 3 ... 70
Tabel 4.26 Gaya Lintang maksimum pada balok tanpa fluid viscous damper ... 71
Tabel 4.27 Gaya Lintang maksimum pada kolom dengan fluid viscous damper pola 1 .. 72
Tabel 4.28 Gaya Lintang maksimum pada balok dengan fluid viscous damper pola 1 .... 73
Tabel 4.29 Gaya Lintang maksimum pada kolom dengan fluid viscous damper pola 2 .. 74
Tabel 4.30 Gaya Lintang maksimum pada balok dengan fluid viscous damper pola 2 .... 75
Tabel 4.31 Gaya Lintang maksimum pada kolom dengan fluid viscous damper pola 3 .. 75
Tabel 4.32 Gaya Lintang maksimum pada balok dengan fluid viscous damper pola 3 .... 76
Tabel 4.33 Gaya Normal maksimum pada kolom tanpa fluid viscous damper. ... 77
Tabel 4.34 Gaya Normal maksimum pada kolom dengan fluid viscous damper pola 1... 78
Tabel 4.35 Gaya Normal maksimum pada kolom dengan fluid viscous damper pola 2... 78
Tabel 4.36 Gaya Normal maksimum pada kolom dengan fluid viscous damper pola 3... 79
Tabel 4.37 Perbandingan displacement maksimum struktur tanpa damper dan
dengan damper ... 79
Tabel 4.38 Perbandingan Simpangan antar tingkat maksimum struktur tanpa damper
dan dengan damper ... 80
Tabel 4.39 Perbandingan Gaya-gaya maksimum pada Kolom struktur tanpa damper
dan dengan damper ... 81
Tabel 4.40 Perbandingan Gaya-gaya maksimum pada balok struktur tanpa damper
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang Masalah
Indonesia terletak di daerah dengan tingkat aktivitas gempa tinggi. Hal
tersebut sebagai akibat bertemunya tiga lempeng tektonik utama dunia yakni :
Samudera India – Australia di sebelah selatan, Samudera Pasifik di sebelah Timur
dan Eurasia, dimana sebagian besar wilayah Indonesia berada di dalamnya.
Pergerakan relatif ketiga lempeng tektonik tersebut dan dua lempeng lainnya, yakni
laut Philipina dan Carolina mengakibatkan terjadinya gempa-gempa bumi di daerah
perbatasan pertemuan antar lempeng dan juga menimbulkan terjadinya sesar-sesar
regional yang selanjutnya menjadi daerah pusat sumber gempa juga.
Wilayah Indonesia dibagi dalam 6 (enam) wilayah gempa dengan
masing-masing tingkat kerawanan terjadinya gempa.
Gempa bumi tidak bisa dicegah dan sulit untuk memprediksi kapan
terjadinya, maka dari itu perlu dilakukan usaha-usaha untuk memperkecil kerugian
dan kerusakan yang ditimbulkannya.
Pada perencanaan bangunan, parameter gempa bumi yang langsung
mempengaruhi perencanaan adalah percepatan tanah yang ditimbulkan oleh
gelombang seismic yang bekerja pada bangunan. Besarnya tergantung pada beberapa
faktor, antara lain besarnya kekuatan gempa, jarak episenter ke daerah tempat
bangunan berdiri, kedalaman pusat gempa, jenis tanah, sistem pondasi, massa,
geometri bangunan, dan lain sebagainya.
Secara konvensional, kerusakan bangunan akibat gaya gempa dapat dicegah
dengan memperkuat struktur bangunan terhadap gaya gempa yang terjadi padanya.
Kerusakan elemen baik struktural maupun nonstruktural umumnya disebabkan
adanya interstory dift (perbedaan simpangan antar tingkat). Untuk memperkecil
interstory drift dapat dilakukan dengan memperkaku bangunan dalam arah lateral.
Konsekwensinya, pada bangunan dimana kekakuan lateralnya cukup besar akan
mengalami percepatan lantai yang besar, sementara pada bangunan flexible akan
mengalami perpindahan lateral yang besar sehingga jika terjadi gempa kuat, struktur
akan mengalami kerusakan yang signifikan.
Seiring dengan perkembangan teknologi dalam perencanaan bangunan tahan
gempa, saat ini telah dikembangkan pendekatan desain untuk mengurangi resiko
struktur itu sendiri, tetapi dengan mereduksi gaya gempa yang bekerja pada
bangunan. System ini disebut dengan peredam atau damper.
Peredam ini dikhususkan untuk diaplikasikan pada bangunan yang beresiko
mengalami percepatan dan perpindahan lateral yang besar bila terkena beban
dinamis. Struktur yang dimaksud seperti gedung bertingkat tinggi, jembatan dengan
bentang panjang, dan menara. Pemasangan peredam dengan kata lain seperti
menerapkan teknlogi kontrol pada struktur.
Kontrol pada struktur diklasifikasikan dalam beberapa jenis yaitu tipe pasif,
tipe aktif, dan tipe hibrid yang merupakan tipe kombinasi. Metode pengendali aktif
menggunakan sensor pengukur percepatan struktur, aktuator pembangkit gaya luar
dan kontroller yang mengatur pemberian energi luar. Metode pasif tidak memerlukan
energy luar. Metode hibrid merupakan kombinasi dari kedua metode tersebut.
Kelebihan control aktif adalah karakteristik dinamik struktur dapat beradapasi
dengan beban dinamis yang timbul, sedangkan kelebihan control pasif adalah karena
kesederhanaan dalam desain, pemasangan, dan terutama pemeliharaannya (
W.F.Tjong). Sistem control pasif terdiri atas Tuned Mass Damping, Energy
Disappation, Seismic Isolation (D.J. Dowrick, Earthquake Resistent Design And Risk
Reduction, 2003).
Salah satu alat kontrol pasif pada struktur yang tergolong dalam system
Energy Disappation adalah Fluid Viscous Damper (FVD). FVD dapat dipasang pada
berbagai jenis struktur, antara lain: gedung bertingkat, menara, dan jembatan dengan
bentang panjang. Tujuan pemasangan FVD adalah untuk memperkecil respon
bekerja. Beban dinamis yang dimaksud dapat berupa gempa, angin, dan getaran
mesin.
Pada struktur gedung bertingkat yang menggunakan FVD, damper tersebut
dipasang pada bagian atas bangunan, baik pada sebagian lantai teratas, ataupun pada
setiap lantai, tergantung pada daerah gempa dimana gedung berdiri. Dalam tugas
akhir ini saya akan menyajikan studi efektifitas penempatan FVD (Fluid Viscous
Damper) pada bangunan bertingkat yaitu struktur rangka 12 lantai, dalam mereduksi
respons struktur terhadap beban gempa.
I.2 Perumusan Masalah
Permasalahan yang akan dibahas dalam tugas akhir ini adalah efektifitas
penempatan FVD (Fluid Viscous Damper) pada struktur portal beton, diamana akan
diperoleh perbandingan respons struktur pada bangunan yang menggunakan FVD
dengan pola penempatan yang berbeda.
I.3 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai
berikut:
1. Struktur berada pada wilayah gempa di Indonesia
2. Struktur yang direncanakan adalah portal beton 12 lantai yang memiliki
dimensi yang sama (struktur bangunan gedung beraturan).
3. Analisis struktur dilakukan dengan analisis nonlinear time history
I.4 Maksud dan Tujuan
Adapun tujuan penulisan dari tugas akhir ini adalah:
1. Menghitung momen, gaya lintang, gaya normal, dan perpindahan antar lantai
akibat gaya gempa pada bangunan tersebut.
2. Membandingkan pada pola penempatan mana yang menghasilkan respons
struktur lebih kecil.
Gambar 1.3 Pola penempatan Fluid Viscous Damper I.5 Metode Penelitian
Metode yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah studi literature
yaitu dengan mengumpulkan data – data dan keterangan dari buku dan jurnal yamg
berhubungan dengan pembahasan pada tugas akhir ini, serta masukan dari dosen
pembimbing. Analisa struktur dilakukan dengan program computer yaitu dengan
program SAP 2000 versi 14.00.
I.6 Sistematika Penulisan
Adapun sistematika dalam pembuatan tugas akhir ini dibagi dalam 5 (lima) bab
BAB I. PENDAHULUAN
Bersisikan tentang latar belakang pembuatan tugas akhir, perumusan masalah,
batasan masalah, tujuang penelitian, dan metode analisis yang digunakan serta
sistematika penulisan tugas akhir yang digunakan.
BAB II. LANDASAN TEORI
Berisikan uraian teori yang didapat dari berbagai literatur yang berhubungan
dengan tugas akhir yang dikerjakan. Dalam hal ini membahas tentang konsep kerja
Fluid Viscous Damper (FVD) pada bangunan struktur bertingkat.
BAB III. ANALISIS DAMPER PADA BANGUNAN
Berisikan tentang sistem kerja viscous damper khusunya fluid viscous damper
pada bangunan.
BAB IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN MASALAH
Berisikan tentang pengolahan data dan penyajiannya yang dikerjakan dengan
program SAP 2000 untuk mencapai tujuan dari tugas akhir ini.
BAB V. KESIMPULAN
Berisikan kesimpulan – kesimpulan yang dirumuskan berdasarkan hasil
analisa yang telah dilakukan, serta memuat saran yang bertujuan untuk memberikan